由粘附介导的湍液滴聚合在纳米纹理亲水表面上的横向液滴运动
流体动力学
2025-10-09 v3
摘要
在亲水表面上，液滴发生聚合会表现出聚合诱导的液滴跳跃现象。然而，水汽在亲水表面凝结时，可能导致同时形成两种不同的湿润状态的凝结液滴： Cassie态(CS)和部分湿润(PW)态。PW态的液滴具有较大的接触角，但通过一根细小的液态凝结柱与基底相连。在纳米纹理亲水表面进行滴液状凝结时，CS态和PW态液滴之间的聚合最近被识别为产生液滴进行平面游动运动的可能机制。本文通过在一种具有微尺度亲水斑点的纳米结构亲水表面上，对CS态和PW态静止液滴之间的聚合进行系统性实验研究。在该实验中，一个静止液滴精心放置在亲水斑点上模拟了PW态。总体而言，我们的研究表明，当CS态液滴与被粘附在亲水缺陷上的PW态液滴发生聚合时，互动会产生显著的横向动量。我们发现，当聚合的CS态和PW态液滴大小几乎相同，且约为粘附该PW态液滴的亲水斑点的3至3.5倍时，垂直动量的产生几乎完全被抑制，结果在横向动量上的最大值导致合并后的液滴从亲水斑点上脱离并随后进行平面运动。
引用
@article{arxiv.2507.22547,
title = {Pinning mediated coalescence-induced lateral droplet motion on nanotextured superhydrophobic surface},
author = {Raushan Kumar and Gopal Chandra Pal and Chander Shekhar Sharma},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.22547},
year = {2025}
}